[发明专利]一种加速度计

说明书

本发明提供了一种加速度计，涉及惯性检测仪表技术领域，包括：激光干涉仪、表头和加速度解算模块；表头包括：壳体、质量块和弹性支撑件；质量块设置于壳体内部，质量块与壳体之间通过弹性支撑件连接；壳体用于与待测物体固定连接；激光干涉仪用于产生参考光和测量光；测量光经光纤传输至壳体内部，出射至质量块表面；质量块表面用于反射测量光，形成反射光；激光干涉仪还用于接收反射光，并使其与参考光发生干涉，形成干涉光；激光干涉仪还用于将干涉光转换为干涉信号，并将其发送给加速度解算模块进行解算，以获得待测物体的加速度值。本发明提供的技术方案，能够有效降低现有技术中存在的非线性误差，获得更加精确的加速度测量结果。

技术领域

本发明涉及惯性检测仪表技术领域，特别地涉及一种加速度计。

背景技术

加速度计广泛应用于惯性制导、机器人位姿测量、汽车惯性定位等场合。由于所测的加速度直接用于物体位置、姿态、速度等状态量的计算，其测量精度成为衡量加速度计技术水平最重要的指标之一。

现有的加速度计根据检测原理的不同，出现了基于应变片测弹性体应变、基于压电陶瓷测应力、基于电容原理测惯性质量位移、基于电磁感应原理测惯性质量位移等加速度测量方案，然而由于电阻热效应、压电传感器非线性、电容非线性、磁场非线性等特性，上述方案中均存在不可忽略的非线性误差，限制了加速度测量精度。

此外，加速度解算方案也直接影响测量结果。而现有的加速度解算精度依赖于加速度计中检测单元安装位置的精确程度，且加工、安装误差难以准确补偿。

以上缺陷均导致现有的加速度计的测量结果不够准确，无法满足目前对加速度计的测量精度要求。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明提出了一种加速度计，能够有效降低现有技术中存在的非线性误差，获得更加精确的加速度测量结果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种加速度计，包括：激光干涉仪、表头和加速度解算模块；所述表头包括：壳体、质量块和弹性支撑件；所述质量块设置于所述壳体内部，所述质量块与所述壳体之间通过所述弹性支撑件连接；所述壳体用于与待测物体固定连接；所述激光干涉仪用于产生参考光和测量光；所述测量光经光纤传输至所述壳体内部，出射至所述质量块表面；所述质量块表面用于反射所述测量光，形成反射光；所述激光干涉仪还用于接收所述反射光，并使所述反射光与所述参考光发生干涉，形成干涉光；所述激光干涉仪还用于将所述干涉光转换为干涉信号，并将其发送给所述加速度解算模块；所述加速度解算模块用于对接收到的所述干涉信号进行解算，获得所述待测物体的加速度值。

优选地，当所述待测物体具有加速度时，所述质量块能够产生相对于所述壳体的六自由度位移；其中，所述六自由度包括：分别沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度，以及，分别绕X、Y、Z三个直角坐标轴的转动自由度。

优选地，所述弹性支撑件至少一个；所述质量块为正六面体形状；所述质量块的每个面通过与该面对应的所述弹性支撑件与所述壳体的内壁连接。

进一步地，所述质量块表面镀有激光反射膜。

优选地，所述激光干涉仪包括：激光源、干涉镜组和信号处理板；所述干涉镜组包括：偏振分光镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片和反射镜；所述激光源产生的激光经所述偏振分光镜分为所述参考光和所述测量光；所述参考光通过所述第一四分之一波片后，再经所述反射镜反射后沿原光路返回；所述测量光通过所述第二四分之一波片后，经第一准直器进入所述光纤，并由所述光纤传输至所述壳体内部，经第二准直器出射至所述质量块表面；所述反射光经所述第二准直器进入所述光纤，沿原光路返回；所述干涉光经第三准直器进入所述信号处理板，由所述信号处理板转换为所述干涉信号后发送给所述加速度解算模块。

优选地，当所述质量块为正六面体形状时，所述测量光经所述第二准直器至少出射至所述质量块两两相邻的三个面。